具有非螺旋切口布置的微制造医疗装置

摘要

本公开涉及一种具有微制造特征的介入装置，例如导管和导丝装置，以提供柔性的同时保持良好的可扭转性。介入装置包含具有开孔布置的细长部件，所述开孔限定了多个轴向延伸的梁和多个周向延伸的环。开孔布置成使得所形成的梁沿着细长部件的长度形成分布式的、非螺旋的且非线性的图案。开孔的图案由此最小化或消除优选的弯曲轴。

权利要求

1.一种介入装置，包括：

具有壁和内腔的细长部件，所述细长部件包含延伸穿过所述壁并暴露所述内腔的多个开孔，所述多个开孔限定了多个轴向延伸的梁和多个周向延伸的环，其中所述梁沿着所述细长部件的长度布置以形成非螺旋且非线性图案，其中所述非螺旋且非线性图案的至少一部分包含分布式图案，所述分布式图案包含所述细长部件的第一梁对，所述第一梁对被限定为位于零度位置，其中连续的梁对从第一梁对旋转地偏移，以使梁位置的径向分布最大化，而不超过旋转偏移限制，所述旋转偏移限制是限制从一个分段到下一分段的允许旋转。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述介入装置是微导管装置。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述微导管装置至少部分地由聚醚醚酮或镍钛合金形成。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述介入装置是导丝。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述导丝包含芯，并且其中所述细长部件形成为联接至所述芯的管结构，使得所述芯的远端部分进入所述管结构的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的装置，还包括一个或多个设置在所述管结构内的线圈，从而位于所述芯的所述远端部分的外表面与所述管结构的内表面之间。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述芯由不锈钢或镍钛合金形成。

8.根据权利要求5所述的装置，其中所述管结构由镍钛合金形成。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中所述开孔布置成单梁的图案、双梁切口的图案、三梁的图案或多于三梁的图案。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述细长部件由连续的分段形成，每个分段包含第一对周向相对梁和第二对周向相对梁，所述第二对周向相对梁与所述第一对的梁旋转地偏移约90度。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述旋转偏移限制约束从一个梁对到下一梁对的旋转偏移的值至60至120度，或70至110度，或80至100度。

12.根据权利要求1所述的装置，其中连续的梁对被定位在最大剩余位置间隙的中点附近，而不超过所述旋转偏移限制。

13.根据权利要求12所述的装置，其中所述连续的分段被定位成在所述旋转偏移限制允许的情况下尽可能接近所述最大剩余位置间隙的中点。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述分布式图案具有1至30度的位置粒度。

15.根据权利要求1或11至14中任一项所述的装置，其中所述分布式图案具有0.1度至1度的位置粒度。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述旋转偏移限制大于30度。

17.根据权利要求1所述的装置，其中所述非螺旋且非线性图案的至少一部分包含不完全斜面图案。

18.根据权利要求17所述的装置，其中在所述不完全斜面图案内没有三个连续的分段或梁对的组根据相同的旋转偏移而间隔开。

19.根据权利要求17所述的装置，其中所述不完全斜面图案包含从一个梁对到下一梁对的不完全旋转偏移，所述不完全旋转偏移等于恒定值±可变修改值。

20.根据权利要求19所述的装置，其中所述可变修改值的范围为5至15度。

21.根据权利要求19或权利要求20所述的装置，其中所述不完全斜面图案具有双梁配置，并且其中所述不完全旋转偏移的所述恒定值部分为约90度。

22.根据权利要求1所述的装置，其中所述非螺旋且非线性图案的至少一部分包含锯齿图案。

23.根据权利要求22所述的装置，其中所述锯齿图案包含周期性地反转方向的旋转偏移，使得在反转方向之前没有分段盘绕所述细长部件的整个圆周。

24.根据权利要求22或权利要求23所述的装置，其中所述锯齿图案包含第一顶点和第二顶点，并且其中所述锯齿图案的旋转偏移在到达所述第一或第二顶点时反转方向。

25.根据权利要求24所述的装置，其中所述第一顶点和第二顶点分开约90度。

26.一种介入装置，包括：

具有壁和内腔的细长部件，所述细长部件包含延伸穿过所述壁并暴露所述内腔的多个开孔，所述多个开孔限定了多个轴向延伸的梁和多个以分布式图案布置的周向延伸的环，其中所述分布式图案包含所述细长部件的第一梁对，所述第一梁对被限定为位于零度位置，并且其中连续的梁对从所述第一梁对旋转地偏移，以使梁位置的径向分布最大化，而不超过旋转偏移限制，所述旋转偏移限制限制了从一个分段到下一分段的允许旋转。

27.根据权利要求26所述的装置，其中所述旋转偏移限制约束从一个梁对到下一梁对的旋转偏移的值至60至120度，或70至110度，或80至100度。

28.根据权利要求26所述的装置，其中连续的梁对被定位在最大剩余位置间隙的中点附近，而不超过所述旋转偏移限制。

29.根据权利要求26所述的装置，其中所述分布式图案具有1至30度或0.1至1度的位置粒度。

30.根据权利要求26所述的装置，其中所述旋转偏移限制大于30度。

31.根据权利要求26至30中任一项所述的装置，其中所述介入装置是微导管装置或导丝装置。

32.根据权利要求26所述的装置，其中所述开孔布置成单梁的图案、双梁切口的图案、三梁的图案或多于三梁的图案。

33.一种介入装置，包括：

具有壁和内腔的细长部件，所述细长部件包含延伸穿过所述壁并暴露所述内腔的多个开孔，所述多个开孔限定了多个轴向延伸的梁和多个以不完全斜面图案布置的周向延伸的环，

其中所述不完全斜面图案内没有三个连续的分段或梁对的组根据相同的旋转偏移而间隔开，其中所述不完全斜面图案包含从一个梁对到下一梁对的不完全旋转偏移，所述不完全旋转偏移等于恒定值±可变修改值。

34.根据权利要求33所述的装置，其中所述可变修改值的范围为5至15度。

35.根据权利要求33或34所述的装置，其中所述不完全斜面图案具有双梁配置，并且其中所述不完全旋转偏移的所述恒定值部分为约90度。

36.根据权利要求33所述的装置，其中所述介入装置是微导管装置或导丝装置。

37.根据权利要求36所述的装置，其中所述介入装置是包含芯的导丝，并且其中所述细长部件形成为联接至所述芯的管结构，使得所述芯的远端部分进入所述管结构的至少一部分。

38.根据权利要求37所述的装置，还包括一个或多个设置在所述管结构内的线圈，从而位于所述芯的所述远端部分的外表面与所述管结构的内表面之间。

39.根据权利要求37所述的装置，其中所述芯由不锈钢或镍钛合金形成。

40.根据权利要求37至39中任一项所述的装置，其中所述管结构由镍钛合金形成。

41.根据权利要求33所述的装置，其中所述开孔布置成单梁的图案、双梁切口的图案、三梁的图案或多于三梁的图案。

42.根据权利要求41所述的装置，其中所述细长部件由连续的分段形成，每个分段包含第一对周向相对梁和第二对周向相对梁，所述第二对周向相对梁与所述第一对的梁旋转地偏移约90度。

说明书

具有非螺旋切口布置的微制造医疗装置

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求2017年5月26日提交的，名为“具有分布式切口布置的微制造医疗装置”，序列号为62/511,605的美国临时专利申请，和2017年12月6日提交的，名为“具有非螺
旋切口布置的微制造医疗装置”，序列号为62/595,425的美国临时专利申请的优先权和权
益。所有上述申请均通过引用整体并入本文。

背景技术

[0003] 在医疗领域中经常使用诸如导丝和导管之类的介入装置来在人体深处执行精细的程序。通常，将导管插入患者的股动脉、桡动脉、颈动脉或颈静脉中，并根据需要而通过患
者的脉管系统穿行到心脏、大脑或其它目标解剖结构。通常，首先将导丝引导至目标解剖结
构，然后将一个或多个导管通过导丝传递并引导至目标解剖结构。一旦就位，导管可用于以
期望的方式递送药物、支架、栓塞装置、不透射线的染料或其它治疗患者的装置或物质。

[0004] 在许多应用中，这样的介入装置必须被弯曲以通过脉管通道的曲折的弯曲处和曲线部位以到达目标解剖结构。例如，将导丝和/或导管引导至神经血管系统的部位需要穿过
颈内动脉和其它曲折路径。这样的介入装置需要足够的柔性，特别是更靠近其远端的部位，
以导引这种曲折的路径。但是，还必须考虑其它设计方面。例如，介入装置还必须能够提供
足够的可扭转性(即，将在近端施加的扭矩一直传递到远端的能力)、可推动性(即，将轴向
推力传递到远端，而不是弯曲和捆绑中间部位的能力)，以及用于执行预期医疗功能的结构
完整性。

[0005] 关于可扭转性，随着更大长度的介入装置(例如导丝)进入并通过脉管通道，导丝与脉管组织之间的摩擦表面接触的量增加，从而阻碍通过脉管通道的轻松移动。通过将扭
力从近端传递到远端，可使导丝旋转并克服摩擦力，从而可以进一步前进和定位。

发明内容

[0006] 本公开涉及具有微制造特征的介入装置(例如导丝和导管)，以提供柔性的同时保持良好的可扭转性。在一个实施例中，一种介入装置包含具有壁和内腔的细长部件。细长部
件包含多个开孔，其限定了多个轴向延伸的梁和多个周向延伸的环。这些梁沿着细长部件
的长度布置以形成非螺旋且非线性图案，该图案起最佳分布弯曲轴的作用，从而有利地最
小化或消除细长部件的优选弯曲方向。

[0007] 一些介入装置包含旨在增加介入装置的某些部分的柔性的切口/开孔。然而，由于开孔的结构布置和间隔，包含这些特征的典型的导丝和导管装置最终具有一个或多个优选
的弯曲方向。尽管在某些应用中可能有用，但首选的弯曲方向通常会对装置的导引功能产
生不利影响。例如，在操作者试图到达目标解剖区域的某些情况下，优选的弯曲方向将趋向
于使装置朝优选的弯曲方向“顺滑”。如果优选的弯曲方向未与所需的运动方向对齐，则操
作者可能很难将装置引导到目标。

[0008] 一些介入装置包含沿着装置的长度以螺旋布置形成的开孔。尽管在减小优选的弯曲偏差方面，这种螺旋布置比简单的交替切口图案更有利，但是螺旋布置本身可以在装置
内形成不期望的优选弯曲图案。例如，具有螺旋切口图案的介入装置更可能盘绕或扭曲成
与环绕该装置的螺旋旋转方向一致的弯曲形状，而不是反方向弯曲。在某些解剖情况下，这
种趋势可能会导致导引困难和/或可能会抑制用户平滑控制装置的能力。

[0009] 本文描述的一个或多个实施例配置有切口图案，该切口图案有效地分布弯曲偏差以最小化或消除沿着装置的长度的优选弯曲方向。有益的切口图案以非螺旋且非线性的方
式布置，以另外避免依赖于螺旋或线性切口图案的装置固有的形状偏差。

[0010] 为了方便起见，本公开有时可以指细长部件的“分段”。如本文所使用的，“分段”是细长部件的重复结构单元。在典型的双梁配置中，单个分段可以定义为设置在两个相邻环
(一个近端环和一个远端环)之间的第一对相对梁，以及从远端环延伸并与第一对相对梁旋
转地偏移约90度的第二对相对梁。在一些实施例中，将旋转偏移施加到分段到分段的级别，
而不是施加到每个连续的梁对。

[0011] 分布式切口图案提供旋转偏移，该旋转偏移使用最小长度的细长部件和/或使用最小数量的切口来最佳地散布优选的弯曲轴。分布式的切口图案有利地使该装置包含与导
引患者脉管系统所需的弯曲处对齐的弯曲轴的可能性最大化。如本文所公开的分布式切口
图案的实施例，可以通过使用最少数量的切口并且在装置的短长度内沿许多不同的方向分
布单个弯曲轴来实现这些效果。

[0012] 例如，对于细长部件的给定长度，在尽可能短的长度(即，在尽可能少的切口数量)中最大化梁可能位置的径向间隔/分布，同时在旋转偏移限制内保持连续的旋转偏移。给定
先前的梁对的位置，旋转偏移限制为梁对的允许旋转设置限制。旋转偏移限制可以最小化
装置中刚性间隔伪影的影响。在一些实施例中，从一个分段到下一分段的旋转偏移限制为
约10至30度(即，相对于两对之前的梁对为10至30度)。

[0013] 在一些实施例中，连续的分段被定位以形成不完全斜面图案。通过一系列有意的设计缺陷故意破坏原本的螺旋图案而形成不完全斜面图案。在不完全斜面图案中，梁被布
置成使得没有三个连续的分段或梁对的组根据相同的旋转偏移而间隔开。换句话说，如果
将细长部件的圆柱表面展开为一个平面，则没有三个分段或梁对的组会形成一条直线。不
完全斜面图案包含可变的旋转偏移，例如，该可变的旋转偏移可以在一个分段与下一分段
之间变化5至15度。

[0014] 在一些实施例中，连续的梁对或分段被定位以形成锯齿图案。锯齿图案包含周期性地沿细长部件的长度反转方向的旋转偏移。尽管典型的螺旋图案通过环绕细长部件的圆
周的多次旋转而沿相同方向简单地继续旋转偏移，但是锯齿图案在反转方向并朝向第二顶
点位置继续之前到达第一顶点位置。在到达第二顶点位置时，锯齿图案然后再次反转并继
续朝着第一顶点返回。该图案然后以这种方式沿着细长部件的期望长度重复。在双梁配置
中，第一和第二顶点可以分开例如约90度。

附图说明

[0015] 为了描述获得本发明的上述及其它优点和特征的方式，将通过参考在附图中示出的本发明的特定实施例来对以上简要描述的本发明进行更具体的描述。理解这些附图仅描
绘了本发明的典型实施例，因此不应认为是对本发明范围的限制，将通过使用附图以附加
的特征和细节来描述和解释本发明，其中：

[0016] 图1示出了示例性介入装置，其可以包含本文所述的有益的微制造特征；

[0017] 图2示出了示例性导丝装置的远端部分，该导丝装置可包含本文所述的有益的微制造特征；

[0018] 图3A至3C示出了具有线性切口图案的各种细长部件；

[0019] 图4示出了具有常规螺旋切口图案的细长部件；

[0020] 图5示出了具有非螺旋且非线性切口图案(分布式切口图案)以有利地分配弯曲轴并最小化或减小优选弯曲方向的细长部件的示例；

[0021] 图6A示出了用于形成分布式、非螺旋的且非线性的切口图案的示例性梁对定位；

[0022] 图6B示出了用于形成不完全斜面图案的示例性梁对定位；

[0023] 图6C和6D示出了用于形成锯齿切口图案的示例性梁对定位；和

[0024] 图7和8示出了旋转偏移的差异，显示了由于旋转偏移跳跃所产生的间隔伪影的差异。

具体实施方式

[0025] 引言

[0026] 本公开涉及具有微制造特征的介入装置，例如导丝和导管，其提供柔性同时还保持有效的可扭转性和可推动性，以通过弯曲的脉管系统进行有效的导引。本文所述的微制
造特征包含形成开孔的切口图案，所述切口被布置为在保持良好的可扭转性且不形成优选
的弯曲方向的同时增加介入装置的柔性。

[0027] 本文所述的切口图案可具有不同的构造，该构造由沿着细长部件的给定纵向位置处的每组切口产生的梁的数量限定。例如，在“双梁”配置中，沿着装置的长度的每个切口位
置包含一对相对的切口，从而产生一对相对的轴向延伸的梁。通常，所得的梁对中的两个梁
环绕细长部件的圆周对称地间隔开(即，间隔180度)。由于这种180度的径向对称性，零度位
置的梁对与180度旋转偏移的梁对是无法区分的。因此，在整个本公开中，梁对的可能的旋
转位置被描述为在从0度到180度的范围内，其中零度和180度位置彼此相等。

[0028] 尽管下面的描述的大部分将专用于具有双梁配置的实施例，但是应当理解，相同的原理也可以施加到“单梁”配置、“三梁”配置和在每个切口位置具有多于三个梁的配置。
还应理解，在这样的配置中，不同的角度对称性将需要对在双梁配置中使用的值进行一些
调整。例如，尽管双梁配置中的每对切口都将表现出180度的径向对称性，而单梁配置中的
每个切口将不表现出径向对称性，三梁配置中的每三个切口都将表现出120度径向对称性，
四梁配置中的每组四个切口将表现出90度的径向对称性等。这样，在三梁配置中可能的可
辨别的旋转位置的间隔将在0至120度的范围内，在四梁配置中在0至90度的范围内，以此类
推。在单梁配置中，可能的旋转位置的间隔范围为0到360度。

[0029] 继续以双梁配置的示例为例，在给定的切口位置处的每一对切口规定了所得梁的旋转位置，而所得梁的旋转位置规定了该位置处的优选弯曲轴。对于细长部件的给定长度，
连续梁对的相对旋转定位确定了贯穿细长部件的优选弯曲轴的类型和大小。

[0030] 通常，每个连续的梁对从前一个梁对旋转90度加上恒定修改值。在“线性”切口图案中，修改值为零，沿着细长部件的轴向长度，从一个梁对到下一梁对提供90度的恒定旋转
偏移，这意味着连续的梁对将在零度位置和90度旋转位置之间交替。这种类型的切口图案
使细长部件的优选弯曲轴在细长部件的长度上处于零度和90度。例如，如果修改值为5度，
则将生成带有螺旋分布式的弯曲轴的“螺旋”切口图案。

[0031] 与这种线性和螺旋切口图案相反，本文所述的实施例提供了各个弯曲轴的有效分布，以使装置中的优选弯曲方向最小化。这有益地为装置提供了用于导引患者脉管系统的
有效导引。

[0032] 介入装置概述

[0033] 图1示出了包含手柄或尾端轮毂102和细长部件104的介入装置100(例如，导管或导丝装置)。细长部件104具有联接至轮毂尾端102的近端106和远离轮毂尾端102延伸的远
端108。轮毂尾端102可包含桨片，、手柄，、把手等，以允许使用者抓住装置，、旋转，、推动/拉
动，或以其它方式操纵装置100。细长部件104可形成为导丝或导管。诸如导线的一些实施例
可以省略轮毂尾端102，并且可以与诸如扭矩装置的附件一起使用。

[0034] 细长部件104包含切入其外表面的多个开孔。可以通过切割一片或多片原料以形成留下开孔的切口图案来形成开孔。开孔可提供多种益处，包含增加细长部件104的柔性/
可弯曲性性。在一些实施例中，开孔被布置为提供增强的柔性(相对于缺少开孔的相似部分
的原料)，同时保持足够的外圆周结构用于传递扭矩，并由此保持细长部件104的良好可扭
转性。

[0035] 细长部件104可以是导引患者的解剖结构以到达目标解剖区域所需的任何长度。典型的长度，例如，可以在约50至300cm的范围内。在导管实施例中，细长部件104的外径可
以在约0.010英寸至约0.150英寸的范围内，但是也可以根据偏好和/或应用需求来使用更
大或更小的直径。在导丝实施例中，细长部件104的外径可以为约0.014英寸，或者可以在约
0.008至0.145英寸的范围内，但是也可以根据用户的喜好和/或应用需要使用更大或更小
的尺寸。

[0036] 在导管实施例中，细长部件104通常由具有约3000MPa至约4500MPa或约3500MPa至约4000MPa的弹性模量的材料形成。在一个示例性实施例中，细长部件104由聚醚醚酮
(PEEK)形成或包含聚醚醚酮(PEEK)。在成本和/或制造方面的考虑可以保证的情况下，也可
以使用具有更高模量的其它聚合物。在一些实施例中，细长部件104包含在体温下具有超弹
性的镍钛合金或由该合金形成。在一些实施例中，细长部件104的近端部分由具有类似应
力‑应变和弹性模量特性的不锈钢或其它材料形成。通常，如果细长部件104由两种或更多
种不同的材料形成，则较高模量的材料用于更多的近端部分，而较低模量的材料用于更多
的远端部分。

[0037] 图2示出了配置为导丝200的介入装置的实施例的远端。图2所示的实施例可以表示图1的细长部件104的导丝的实施例的远端108。示出的导丝200包含芯212和联接至芯212
的管结构214。如图所示，芯212的远端部分221延伸到管214中并且被管214环绕。在一些实
施例中，研磨芯212的远端部分221以便在远端逐渐变细到较小的直径(例如，约0.002英
寸)。芯212的远端部分221可具有圆形横截面、矩形横截面或其它合适的横截面形状。在该
示例中，芯212和管214在附接点213处具有基本相似的外径，在该处它们彼此邻接并附接。

[0038] 管214以允许扭力从芯212传递到管214从而进一步由管214向远端传递的方式(例如，使用粘合剂、软钎焊和/或焊接)联接到芯212。医用级粘合剂220可用于在装置的远端将
管214联接至芯212并形成无创伤覆盖物。

[0039] 导丝200还可以包含布置在管214内的线圈224，从而位于芯212的远端部分的外表面和管214的内表面之间。线圈224可以由诸如铂的不透射线的材料形成。示出的线圈224形
成为一体。在替代实施例中，线圈224包含堆叠的多个分开的部分，彼此相邻定位，和/或通
过缠绕而互锁。

[0040] 管214包含构造成，在不形成优选的弯曲方向的情况下，提供介入装置的有柔性和可扭转性的微制造开孔。一些实施例可以附加地或可替代地包含形成在芯212本身中的切
口，例如沿着芯的远端部分221。

[0041] 切口图案

[0042] 图3A至3C示出了线性切口图案的实施例，其中图3A显示了典型的“双梁”线性切口图案，图3B显示了典型的“单梁”线性切口图案，且图3C显示了典型的“三梁”线性切口图案。

[0043] 如图3A所示，细长部件600包含多个轴向延伸的梁632和周向延伸的环634。细长部件600因为两个周向相对梁632设置在每对相邻的环634之间而具有双梁切口图案。所示的
切口图案因为没有从一个分段到下一分段施加旋转偏移而是线性切口图案。

[0044] 如上所述，“分段”是细长部件的重复结构单元。在一些实施例中，单个分段可以被定义为设置在两个相邻环634(一个近端环和一个远端环)之间的第一对相对梁632，以及从
远端环延伸并且从第一对相对梁632旋转地偏移约90度的第二对相对梁632。分段的线性布
置导致形成与细长部件600的开孔对齐的优选弯曲方向。

[0045] 图3B示出了具有多个梁932和环934的细长部件900。细长部件900是因为单个梁932设置在每对相邻的环934之间而具有单梁切口图案的示例。在这样的单梁切口图案中，
单个分段可以被定义为设置在两个相邻环934(一个近端环和一个远端环)之间的第一梁
934，和从远端环延伸并且从第一梁932旋转地偏移约180度的第二梁932。与细长部件600一
样，细长部件900因为没有从一个分段到下一分段施加旋转偏移而具有线性切口图案。

[0046] 图3C示出了具有多个梁1032和环1034的细长部件1000。细长部件1000是因为三个梁1032设置在每对相邻的环1034之间而具有三梁切口图案的示例。在三梁切口图案的情况
下，单个分段可以被定义为设置在两个相邻环1034(一个近端环和一个远端环)之间的第一
三重梁1032，和从远端环延伸并从第一三重梁1032旋转地偏移约60度的第二三重梁1032。
和与细长部件600和900一样，细长部件1000因为没有从一个分段到下一分段施加旋转偏移
而具有线性切口图案。

[0047] 从前述示例中，可以理解可利用各种切口图案。例如，可以根据特定应用需要利用在每对相邻环之间提供多于三个梁的切口图案。通常，在每对相邻环之间留下的梁的数量
越多，细长部件的刚度就相对越大。

[0048] 图4示出了典型的旨在使微制造的导丝或导管装置中的优选弯曲方向最小化的螺旋切口图案的实施例。如图所示，对细长部件300进行的切口留下了相对梁对，它们位于中
空部件的纵向轴线的相对侧上。每对这样的切口形成连接相邻的环334(基本横向和周向延
伸)的两个梁332(基本轴向延伸)。

[0049] 在细长部件300的每个连续分段处施加旋转偏移以形成螺旋图案。如本文所使用的，“旋转偏移”是两个相邻分段之间的角旋转。因此，即使一个分段内的各个切口也可能彼
此偏移，但从一个分段到下一分段施加旋转偏移。

[0050] 在典型的实施例中，单个分段可以被定义为设置在两个相邻环334(一个近端和一个远端)之间的第一对相对梁332，以及从远端环延伸并且从第一对相对梁332旋转地偏移
约90度的第二对相对梁332。切口被布置成形成从一个分段到下一分段的基本一致的旋转
偏移。例如，所示实施例示出了从一个分段到下一分段约5度的旋转偏移。当形成具有这种
角度偏移的多个连续分段时，沿着细长部件300的足够长度的所得梁图案以连续旋转的螺
旋图案环绕细长部件300的轴线缠绕。

[0051] 这种类型的螺旋布置也可以用于具有不同切口图案的实施例中。例如，具有“单梁”或“旁路”切口图案的细长部件可以在每个连续切口或切口组之间具有恒定的旋转偏
移，其中每个切口在每组相邻环之间留下单梁。

[0052] 螺旋布置也可以应用于具有多于双梁切口图案的实施例。例如，可以将相同的螺旋形旋转偏移应用于三梁实施例(例如图3C所示)或相邻环之间具有多于三个梁的实施例。

[0053] 如图4所示的螺旋切口图案可以有益地使细长部件的一些优选的方向弯曲趋势最小化。但是，螺旋结构本身限定了优选的弯曲曲线。与沿相反方向弯曲相反，具有螺旋切口
图案的细长部件更可能盘绕或扭曲成与螺旋旋转方向一致的曲线。

[0054] 分布式图案

[0055] 图5示出了具有分布式切口图案的细长部件500的一部分。切口被有利地布置为有效地分配每个梁对的旋转间隔。以这种方式，非螺旋且非线性切口图案有效地消除或最小
化沿细长部件500的长度的优选弯曲方向。图5中所示的切口图案是“非螺旋的”，因为与螺
旋切口图案相反，细长部件500的所得梁未环绕细长部件500的轴线以螺旋图案布置。

[0056] 图5所示的切口图案也是“非线性的”，因为在装置的连续分段上施加了旋转偏移，并且由于施加到构成细长部件500的分段上的旋转偏移从一个分段到下一分段不一定相等
或恒定。

[0057] 螺旋线通常被定义为沿着圆锥形或圆柱形表面上的曲线，如果该表面展开为平面，该曲线将变为直线。以图4中所示的螺旋切口图案为例，如果将细长部件300切开并“展
开”成平面，则沿着细长部件300的长度追踪梁/分段的布置的任何曲线都将形成直线。相
反，使用图5所示的切口图案，沿着细长部件500的长度追踪梁/分段的布置的任何线都不会
形成直线。例如，给定沿着图5的细长部件500的长度的任何三个连续的梁对或分段的组，如
果将细长部件500展开成平面，则三个连续的梁对或分段的旋转位置将不会形成直线。

[0058] 螺旋线通常也应理解为需要绕其所位于的圆锥形/圆柱形表面至少一个完整的圆周旋转。这样，切口图案也可以被认为是非螺旋的，其中所得到的梁对或分分段的旋转布置
没有形成在改变方向之前至少一次完全盘绕细长部件的圆周的图案。例如，如果将细长部
件的圆柱表面展开为平面，并且该平面包含一系列直线排列的三个或更多个分段，如果该
直线没有至少一次盘绕细长部件的圆周，则这一系列分段仍将不构成螺旋线。

[0059] 旋转偏移可以从一个梁对施加到下一梁对。可替代地，旋转偏移可以在分段到分段的级别水平施加到细长部件。如上所述，细长部件的每个分段可以被定义为在近端环和
远端环之间的第一对相对梁，以及从远端环延伸的相对于第一对相对梁偏移约90度的第二
对梁对。替代实施例可以在不同大小的分段之间和/或在具有不同内部偏移的分段之间应
用分布式旋转偏移图案。例如，一些实施例可以包含具有多于两对梁(和多于两个相应的
环)和/或具有不同于90度的内部偏移的分段。此外，即使图示的示例显示了双梁切口图案，
其中每对相对切口都产生了两个周向相对梁，但是应该理解，分布式的偏移图案也可以应
用于单梁切口图案(参见图3B)，)、三梁切口图案(参见图3C)，以及在相邻环之间具有多于
三个梁的图案。

[0060] 图6A图形化地比较了分布式布置的示例和常规螺旋布置的示例。如图所示，螺旋切口图案沿着细长部件的长度从一个分段到另一个分段施加恒定的旋转偏移。分布式切口
图案施加旋转偏移，该偏移有效地分布了弯曲轴，而无需依赖于螺旋图案。

[0061] 给定任意分配为零度位置的起始梁对，旋转地偏移连续的梁对，以使梁位置在可用的180度径向空间上的径向分布尽可能快地最大化(即，尽可能少的切口)。但是，在所示
的实施例中，还应用了旋转偏移限制以防止形成刚性间隔伪影(下面针对图7和8进一步讨
论)。

[0062] 旋转偏移限制限定了从一个梁对到下一梁对或从一个分段到下一分段可接受的旋转“跳跃”的限制。从一个分段到下一分段的旋转偏移限制值约为10至30度，或将连续的
梁对旋转90度±该值的旋转偏移限制，该旋转偏移限制可以有效地分配弯曲轴，而不会造
成过度刚性间隔伪影。例如，旋转偏移限制可以约束从一个梁对到下一梁对的旋转的值至
约60至120度，或约70至110度，或约80至100度。其它实施例可以利用其它旋转偏移限制，或
者甚至可以省略旋转偏移限制，这取决于特定的产品和/或应用需求。例如，如果所产生的
间隔伪像对于特定应用是可接受的，则可以将旋转偏移限制的值提高到高于30度。

[0063] 图6A中所示的示例性分布式切口图案利用30度的旋转偏移限制。如图所示，第一梁对位于任意0度位置，第二梁对位于90度。可用的180度空间中的最大剩余间隙为0至90度
以及90至180度(其中0和180度代表相同位置)。将下一梁对放置在这些间隙之一的中点附
近(例如以45度放置)将最好地分配装置的弯曲轴。但是，将下一梁对放置为45度会违反30
度的旋转偏移限制。因此，在不违反旋转偏移限制的情况下，将下一梁对放置为靠近剩余间
隙的中点。在此示例中，第三梁对放置为30度。第四梁对放置为120度，与第三梁对成90度。
在该特定示例中，每隔一个梁对与前一个梁对偏移90度。替代实施例不必一定遵循该特定
图案。

[0064] 继续图6A的示例分布，最大的剩余位置间隙现在在30至90度之间以及120至180度之间。第五梁对和第六梁对分别放置在60度和120度。现在，剩余位置间隙每30度(即0至30
度，30至60度，60至90度等)定位。随着图案的继续，剩余的角位置将以尽可能快的方式在不
违反旋转偏移限制的情况下径向隔开梁对的方式进行填充。

[0065] 在所示的示例中，提供的可用角位置的粒度为10度。换句话说，当每个10度增量已被填充时，所有角位置都可以视为已填充。因此，所示的图案可以包含在复位之前位于约每
10度位置处的梁对。这种布置在本文中被称为具有10度的“位置粒度”。替代实施例可以利
用不同的位置粒度，例如，0.1度、0.5度、1度、3度、5度、10度、15度、18度、20度、25度或30度。

[0066] 所示的精确定位可以被调节，并且应当理解，图6A所示的图案仅是示例性的。例如，位置间隙可以使用不同的特定顺序来填充，只要旋转跳跃在预定旋转偏移限制内即可。
优选地，当填充旋转位置之间的间隙时，在不违反旋转偏移限制的情况下，将下一梁对定位
为靠近最大剩余位置间隙的近似中心。例如，在零度位置和30度位置之间存在间隙的情况
下，可以将片分段定位在10度至20度位置。

[0067] 此外，替代实施例可以利用填充大于或小于10度位置的位置粒度。在重置图案之前使用较少分段的情况下，每个合适位置的大小范围将较大，而在重置图案之前使用更多
分段的情况下，大小范围将变的更小。在重置180度径向空间内的填充角位置的可用性之
前，一些实施例可以包含约6至36个梁对，或约10至18个梁对。其它实施例可以在重置可用
位置之前包含更多的梁对。随着预定位置粒度的降低，填充所有可用角位置所需的梁对数
量将会增加。因此，具有1度位置粒度的装置将使用180个梁对填充180个可用的角位置。此
外，由于存在根据所选择的分布式图案的预定参数(例如，位置粒度和旋转偏移限制)填充
可用角位置的多种方式，因此分布式切口图案在重置之后不必相同地重复其自身。因此，如
本文中所使用的，术语“重置”等指的是在其已经被梁对填充后，重置180度径向空间内的角
位置的可用性，并且这些术语不一定暗示随后沿着细长部件的下一分段重新填充角位置将
完全重复先前的图案。实际上，在至少一些实施例中，分布式图案的整个长度可以是非重复
的。

[0068] 将理解，前述原则也可以应用于具有单梁布置的实施例、具有三梁布置的实施例或具有多于三梁布置的实施例。例如，图5中所示的单梁实施例可以被修改为遵循非螺旋且
非线性切口图案，而不是所示的螺旋切口图案。可以将上述相同原则应用于单梁实施例，除
了要填充的角位置的范围扩展到360度。同样，相同的原则通常可应用于三梁实施例，除了
要填充的角位置的范围扩展到120度。

[0069] 不完全斜面图案

[0070] 图6B图形化地示出了非螺旋切口图案的另一个实施例，该非螺旋切口图案是通过一系列有意的设计缺陷故意破坏原本的螺旋图案而形成的。这种类型的切口图案在本文中
被称为“不完全斜面”图案。不完全斜面图案的故意差异有利地起到减少或防止真正的螺旋
布置中固有的优选扭转和曲率遗迹的作用。如图所示，分段被布置成使得没有三个连续的
梁对或分段根据相同的旋转偏移而间隔开。换句话说，如果圆柱形细长部件被展开到平面
中，则没有布置三个梁对或分段以形成直线。

[0071] 与图6B的不完全斜面图案相反，真正的螺旋图案通常是通过将每个连续的分段或每个连续的梁对旋转地偏移一个恒定值而形成的。例如，可以通过将每个连续的切口对旋
转地偏移5度、85度、95度或其它不是90度倍数的恒定值来形成双梁结构中的真实螺旋图
案。

[0072] 在不完全斜面切口图案中，有意地使修改值可变而不是恒定。例如，如图6B所示，可以通过将每个连续的梁对旋转地偏移恒定值±可变修改值而形成不完全斜面图案。包含
恒定值±可变修改值的旋转偏移在本文中被称为“不完全旋转偏移”。

[0073] 可变修改值的范围可以从5至15度。在其它实施例中，可变修改值的范围可以从2.5至30度，或者适合于所得装置预期目的的其它某个范围。可变修改值优选地在对其应用
到的每个片分段或梁对中随机选择，随机选择的上限和下限由修改值范围(例如5至15度)
限定。偏移的恒定值部分通常在一个梁图案中为180度，在两个梁图案中为90度，在三个梁
图案中为60度，等等。

[0074] 替代实施例可以在不同大小的分段之间和/或具有不同内部偏移的分段之间应用不完全斜面图案。例如，一些实施例可以包含具有多于两对梁(和多于两个相应的环)和/或
具有不同于90度的内部偏移的分段。此外，即使图示的示例显示了双梁切口图案，其中每对
相对的切口都产生了两个周向相对梁，但是应该理解，分布式偏移图案也可以应用于单梁
切口图案(参见图3B)、三梁切口图案(参见图3C)，以及在相邻环之间具有多于三个梁的图
案。

[0075] 锯齿图案

[0076] 图6C示出了非螺旋切口图案(在文中被称为“锯齿”图案)的另一实施方式。与本文所述的其它非螺旋切口图案一样，锯齿切口图案可以有利地避免优选的弯曲轴，同时还限
制了螺旋图案固有的优选曲率方向。与螺旋图案相反，锯齿切口图案周期性地反转旋转偏
移的方向。

[0077] 图6C的锯齿图案和螺旋图案在相邻分段之间都具有约10度的角度偏移，每个分段内的每个切口对偏移90度。尽管螺旋图案通过环绕细长部件的圆周的多次旋转而沿相同方
向简单地以这些旋转偏移值继续，但是锯齿图案在反转方向并朝向第二顶点位置继续之前
到达第一顶点位置。在到达第二顶点位置时，锯齿图案然后再次反转并继续朝着第一顶点
返回。该图案然后沿着细长部件的期望长度重复。

[0078] 例如，将第一顶点位置设置为约90度(即，该分段的第一切口对为90度，该分段的第二切口对为180度)。在到达第一顶点位置时，图案朝向第二顶点位置反转。在该实施例
中，第二顶点位置被设置为约0度(即，该分段的第一切口对为0度，该分段的第二切口对为
90度)。替代实施例可包含其它顶点位置。给定任意的零度起始位置，在单梁配置中，第一顶
点位置小于360度；在双梁配置中，第一顶点位置小于180度；在三梁配置中，第一顶点位置
小于120度，依此类推。优选地，对于单梁配置，第一顶点位置约为180度，对于双梁配置，第
一顶点位置约为90度，对于三梁配置，第一顶点位置约为60度，依此类推。

[0079] 如上所述，在图6C的锯齿图案中，从一个分段到另一个分段的角度偏移为约10度。在锯齿切口图案的其它实施例中，角度偏移可以大于或小于10度，例如从约5度至约30度。
另外地，或可替代地，在顶点之间的切口图案的部分可以包含可变偏移。例如，顶点之间的
一个或多个部分可包含如上所述的不完全旋转偏移。图6D示出了一个这样的实施例。图6D
中所示的锯齿切口图案遵循与图6C中所示的图案相似的锯齿图案，但是还包含顶点之间可
变/不完全旋转偏移的一些部分。

[0080] 替代实施例可以在不同尺寸的分段之间和/或在具有不同内部偏移的分段之间应用锯齿图案。例如，一些实施例可以包含具有多于两对梁(和多于两个相应的环)和/或具有
不同于90度的内部偏移的分段。此外，即使图示的示例显示了双梁切口图案，其中每对相对
的切口都产生了两个周向相对梁，但是应该理解，分布式偏移图案也可以应用于单梁切口
图案(参见图3B)、三梁切口图案(参见图3C)，以及在相邻环之间具有多于三个梁的图案。

[0081] 间隔伪影

[0082] 图7示出了在不施加旋转偏移限制的情况下可能导致的不期望的间隔伪影的示例。图7示出了具有第一分段750a和第二分段750b的细长部件700的一部分。第一分段750a
包含第一对梁730a(在该视图中仅其中一个可见)和从第一对梁偏移90度的第二对梁730b
和730c。第二分段750b包含第一对梁730d和730e，以及从第一对梁偏移90度的第二对梁
730f和730g。一对中的每个梁与其对应的梁周向在圆周上间隔180度。第二分段750b从第一
分段750a偏移45度，从而将第一对梁730d和730e从第一对梁730a偏移45度，并且将第二对
梁730f和730g从第二对梁730b和730c与45a偏移45度。

[0083] 期望从第一分段750a向第二分段750b施加这样的45度偏移，因为这将第二分段750b的弯曲轴置于第一分段750a的弯曲轴之间。然而，45度跳跃还导致分段之间的梁间隔，
这可能在细长部件700的一部分中留下过度刚性的伪影。在所示的部件700中，梁730d仅与
梁730b间隔45度，而梁730e与梁730b间隔135度。同样，梁730e仅与梁730c间隔45度，而梁
730d与梁730c间隔135度。这种不成比例的间隔可能是不期望的，因为细长部件700的具有
较小间隔的区域可能是过度刚性和/或具有较大间隔的区域可能会过度柔性。

[0084] 相反，从一个分段到下一分段施加的旋转偏移的更有限的跳跃将最小化分段之间的梁间隔的差异。例如，图8示出了细长部件800的一部分，该细长部件800具有在第一分段
850a和第二分段850b之间施加的约20度的更有限的旋转偏移。如图7的细长部件700中一
样，第一分段850a包含第一对梁830a和第二对梁830b和830c，第二分段850b包含第一对梁
830d和830e以及第二对梁830f和830g。但是，因为第二分段850b从第一分段850a偏移了更
有限的20度，所以梁830b、830c、830d和830e之间的间隔差异不太明显。梁830d与梁830b间
隔70度，并且梁830e与梁830b间隔110度。同样，梁830e与梁830c间隔70度，并且梁830d与梁
830c间隔110度。因此，尽管分段之间仍然存在间隔差异，但是可以通过提供适当的旋转偏
移限制来将间隔差异控制到合适的程度。

[0085] 如本文所用，术语“大约”、“约”和“基本上”表示接近所述量或情况的量或情况，该量或情况仍执行期望的功能或达到期望的结果。例如，术语“大约”、“约”和“基本上”可以指
偏离规定量或情况的小于10％，或小于5％，或小于1％，或小于0.1％，或少于0.01％的量或
情况。

[0086] 在不脱离本发明的精神或基本特征的情况下，本发明可以其它形式实施。所描述的实施例在所有方面仅应被认为是说明性的而非限制性的。因此，本发明的范围由所附权
利要求书而不是前面的描述指示。落入权利要求等同含义和范围内的所有改变均应包含在
其范围之内。